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當前位置：深圳市樂買宜電子有限公司>>技術文章>>E6000電能質量分析儀測量真有效值
交流真有效值，你真的測出來了么？
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許多商業(yè)和工業(yè)的裝置都為斷路器的頻繁誤跳閘所煩擾。造成這種現(xiàn)象的一方面原因是回路里的電流的測量值低于真實值。
當前的數(shù)字測量儀器如此可靠，為什么又會發(fā)生這種現(xiàn)象呢？答案就是許多測量儀器都不適合于測量失真（畸變）電流，而實際上大部分電流又是失真的。這意味著，在對電力系統(tǒng)進行故障檢修或者性能測試分析時，有必要準確測量交流電壓或電流的真有效值。
什么是有效值？
交流信號的有效值等于在同一負載上產(chǎn)生同等熱量所需施加的直流量有效值。
測量有效值zui嚴謹方法應該是測量熱值，但是測量熱值通常只能在實驗室條件下做到，有效值數(shù)學角度的定義如下：
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實際中存在三種測量方法。
1 、平均整流法
通過精密整流與平均濾波電路實現(xiàn)，測量波形的“平均值（MAD）”，然后根據(jù)標準正弦波的有效值與MAD之間的固定比例關系，調整增益得到有效值。但是對于有失真的波形，rms/MAD值會發(fā)生改變，用這種方法會產(chǎn)生嚴重誤差。
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表 1 RMS、MAD和波峰因數(shù)表
2 、真有效值電路法
按照有效值的數(shù)學定義，輸入信號經(jīng)過平方、平均、開方電路的處理，zui終得到有效值，但實際中精度會受運放等模擬器件的帶寬、低通濾波器的輸出紋波與建立時間設定的限制。經(jīng)典六位半萬用表Agilent34401中就使用了該方法。
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圖 1 真有效值電路原理
3 、數(shù)字采樣值計算法
通過ADC對輸入信號采樣，然后在處理器中對采樣值進行平方、平均、開方運算，計算出有效值。測量精度與計算算法直接相關，一些數(shù)字化儀表及電能質量分析儀中使用該方法。
存在多種測量方法會引發(fā)的問題
由于存在三種不同的測量方法，對于同一信號源，不同儀器的顯示值有明顯差異的情況時有發(fā)生。如果現(xiàn)場沒有標準電壓源，就無法確認哪個測量值才是準確的。
以下是使用電壓有效值年準確度為51ppm電能功率標準源Fluke610，輸出50Hz標準正弦波，對比測試六位半萬用表Agilent34401、電能質量分析儀E6000、電能質量分析儀fluke435的情況。
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圖 2 三臺機器對比測試場景
結果三者的顯示值分別為：229.66V、229.97V、230.0V，可以發(fā)現(xiàn)E6000的精度已經(jīng)大幅度超過六位半萬用表，比fluke435要高一位顯示小數(shù)，與校準器zui接近，精度在對比實驗中zui高。
表 2 對比測試數(shù)據(jù)
Fluke610 輸出值 | Agilent34401顯示值 | Fluke435顯示值 | E6000顯示值 |
230.3907 | 230.08 | 230.3 | 230.39 |
120.0000 | 119.88 | 120.0 | 119.99 |
60.0000 | 59.9310 | 60.0 | 60.00 |
10.0000 | 9.9930 | 10.0 | 10.00 |
1.0000 | 1.0230 | 1.0 | 1.00 |
由上述原理分析及實驗對比可見，測量原理是交流信號有效值準確測量的決定性因素 。廣州致遠電子生產(chǎn)的電能質量分析儀E6000使用的同步采樣技術，嚴格按照IEC61000-4-30定義的幅值測量方法進行有效值計算，從而能實現(xiàn)了超越六位半萬用表的測量精度。
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